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1、第33卷第1期北京化工大学学报Vol.33,No.12006年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2006PVF悬浮填料的制备及其污水处理效果的研究123232刘宇航 陆晓中 赵 明 胡 翔 孙晓民(11北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029;21北京石油化工学院材料与化工学院,北京 102617;31北京化工大学化学工程学院,北京 100029)摘 要:制备了一种新型的高分子多孔载体———活性泡沫填料,它是聚乙烯醇和甲醛的缩聚物(PVF)。其比表面积大、密度接近于水,具有良好的亲生物特性,可作为悬浮填料在移动床
2、工艺中为微生物提供附着生长的载体。研究表明,在复合式生物反应器中加入不同活性炭质量分数的两种活性PVF泡沫填料处理模拟生活污水,其COD的去除率在95%以上,氨氮的去除率为80%左右。在相同的工艺条件下活性炭质量分数为8%的PVF填料COD的+去除效果和反硝化效果更为理想。当两填料体系中COD与NH42N的质量浓度比为20时,两系统的同时硝化反硝化(SND)效果均为最理想。关键词:悬浮填料移动床工艺;多孔载体;PVF泡沫填料;同时硝化反硝化反应中图分类号:TQ32819津大港化工三厂;硫酸,95%,分析纯;活性炭,工业引 言品;甲醛,37%,分析纯,山东海化集团。悬浮填料移动床工
3、艺(MBBR)的核心部分是在112 制备技术曝气池中投加密度接近水的悬浮填料作为微生物附本实验采用机械搅拌发泡法制备PVF泡沫载[122]着生长的载体,因此,研制开发作为微生物赖以体,其制备过程如下。栖息的新型填料成为微生物法处理废水的关键技术11211发泡组分的配制 在100mL的聚乙烯醇水之一。目前,国内常用的填料有蜂窝填料、软性填溶液(质量分数为10%)中,混合加入乙二醇10mL,料、半软性填料及复合填料等固定型填料。但这些淀粉1g,硫酸20mL,以及质量分别为0,315,10,12填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀和15g的活性炭。[325]等问题,影响了生物
4、处理效果;且上述填料均需11212发泡工艺 将配置好的聚乙烯醇发泡组分安装在辅助支架上,造成填料安装、更换等诸多不液在60℃下搅拌均匀,缓慢加入10mL的甲醛,同便,使工程投资和运行管理费用相对提高。时迅速提高搅拌速度,控制发泡时间为10min。针对上述填料的不足,本文研制开发了一种新11213浇注成型 将膨胀的泡沫液体浇注入模具型悬浮泡沫填料。它是聚乙烯醇(PVA)和甲醛的型腔内,在65℃烘箱中反应10h左右,即生成一种缩聚物(PVF)。由于添加有适量的活性炭,使其具不溶性的泡沫塑料。再经洗净处理并切割成适当尺有更好的亲生物性和化学稳定性,且载体表面粗糙、寸的小块,即得成品。比
5、表面积大、孔径分布合理、密度低,生产成本也比113 载体的的选择较低廉,具有较好的应用前景。作为生物流化床污水处理的填料,球形是最理想的形状,但为方便生产,一般将PVF制备成边长1PVF泡沫填料的制备为10mm的立方体形,使其接近于球形。此外,填111 试验药品料应具备较大空隙率和一定的强度,以满足附着生聚乙烯醇,1788,杜邦化学;乙二醇,分析纯,天物量增大的要求,防止填料在水力冲刷下破碎,延长使用寿命,从而降低工程运行管理成本。收稿日期:2005204208第一作者:女,1982年生,硕士生本实验制备了不同活性炭含量的五种填料。性3通讯联系人能参数如表1所示(空隙率的测定参照
6、ASTMD792E2mail:luxiaozhong@bipt.edu.cn测试标准)。第1期 刘宇航等:PVF悬浮填料的制备及其污水处理效果的研究·37·表1结果显示,当添加适量活性炭时,填料的空测定,N2(12萘基)2乙二胺光度法;硝酸盐测定,紫外隙率可以增大到60%。这是活性炭在发泡组分液分光光度法;COD测定,快速COD仪法。中起到成核剂作用的结果。由于发泡组分液不能完214 生物膜的培养全浸润活性炭表面,使得小间隙形成泡孔核的位置,向反应器内投加占反应器有效容积30%的填泡孔核位置不断接受从液体中扩散出来的气体,形料(即载体填充率为30%),作为生物
7、膜附着的载成适宜的泡孔结构。但继续增加活性炭的含量时,体。按315g/L污泥浓度(MLSS)的量投加接种污发泡组分液的粘度增大,阻碍气泡的增长,降低了填泥,开始曝气,溶解氧(DO)的质量浓度为210mg/料的空隙率和强度,当活性炭的质量分数为3%和L,使反应器内的固相呈流化状态。试验采用连续#8%时,制备的PVF填料最为理想。因此,选择2进水的方式,控制温度在20℃左右,停留时间为5#和3填料进行挂膜性能试验,从而确定更为适宜的h。最初两天用葡萄糖为碳源、氯化铵为氮源、活性炭含量
